JP4070330B2 - 産業廃棄物の処理方法及びこの方法により形成された構築物 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、貯蔵した産業廃棄物が永久的に化学変化せず、かつ、強固な支持物体として地盤改良にも利用できるようにした産業廃棄物の処理方法及びこの方法により形成された構築物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
最近、ごみ処理場の設置が困難になりつつある。これは、従来の堆積方法では、全体をモルタルやコンクリートで固め固形化することが、コストの面や取り扱いの面で不可能な上、設置場所が山間部や人口過疎地帯を専らとしているため、環境汚染だけでなく、住民感情に起因する要因が少なくない。
【0003】
特に、工場などが排出する産業廃棄物は、地方から見れば、厄介もの以外の何物でもなく、疎外される趨勢にある。
また、現状では、高温焼却を専らとしているが、炭酸ガスの総量規制から、この処理方法が永続できる可能性はない。
残された手段は、臨海工場地帯の地下利用であり、各企業が自己責任で埋設処理をしなければならなくなる。
【0004】
従来の産業廃棄物処理方法は、産業廃棄物を貯蔵しようとする場所の外周を地下連続壁などで保護してからその内側を掘削し、大きな廃棄穴を形成し、大気にむき出しのまま産業廃棄物を堆積していた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
従来の方法で産業廃棄物を貯蔵しようとすると、排水拡散の危険をできるだけ少なくするためには、大きな廃棄穴の外周を相当深い地下連続壁を構築しなければならないので、大きな費用がかかる。
【0006】
また、大気にむき出しのまま産業廃棄物を堆積する、いわゆる気中堆積であるから、汚染物質が大気に拡散したり、また、相当深い地下連続壁を構築したとしても、雨水や地下水などとともに汚染物質が地下深く浸透して排水拡散したりするなど、危険度が極めて高い、という問題があった。
【0007】
本発明は、安価な処理方法により、貯蔵した産業廃棄物が永久的に化学変化せず、かつ、この方法により形成された構築物を強固な支持物体として地盤改良にも利用できるものを得ることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、
地盤10の所定個所に筒体11を据付け、掘削機13で筒体11内の地盤10を掘削しながら、複数の筒体11を継ぎ足して地中に所定長の貯蔵槽26を構築する第1工程と、
前記筒体11を順次継ぎ足す掘削進行過程で、貯蔵槽26の内部に泥水12を充填して、前記筒体11に地盤10により作用する外周土圧(P1)14と充填した泥水12により作用する内周泥水圧(P2)15とを対向させ、筒体11に作用する荷重を低減させて掘削進行する第2工程と、
掘削完了後、前記貯蔵槽26の底面部16を整地し、地上の打設用コンクリートポンプ17に連結したトレミー管18を貯蔵槽26の内壁に沿って垂下し、その先端を底面部16に臨ませ、水中コンクリート打設により底盤19を打設する第3工程と、
前記底盤19の完成後、産業廃棄物21を貯蔵槽26に投入し、貯蔵槽26の内部の泥水12に混ぜて泥漬産業廃棄物22として貯蔵槽26の底盤19へ沈降堆積し、投入した泥漬産業廃棄物22の体積に対応した逸流泥水を、地上の泥水ポンプ23により汲み取り、専用の浄化プラントで完全処理してから放水するようにした産業廃棄物21を投入する第4工程と、
前記トレミー管18の先端部分を水中モルタルの注入に合わせて底盤19から引き上げてゆき、泥漬産業廃棄物22の内部に侵入したモルタルによって比重の軽い泥水を排除し、モルタル漬産業廃棄物25を形成しながら立ち上がってゆき、泥漬産業廃棄物22が貯蔵槽26内に満タンになったら、打設用コンクリートポンプ17とトレミー管18により水中モルタルを注入してゆき、投入したモルタルの硬化により、貯蔵槽26の内部は、産業廃棄物21を骨材とする貯蔵槽26、底盤19、表面部27にて全体が被覆されたモルタル漬産業廃棄物25として固形化するための第5工程と、
とからなることを特徴とする産業廃棄物の処理方法である。
【0009】
最初の工程では、地盤10を掘削し、筒体11を順次継ぎ足して伸ばしながら所定の深さまで沈めるが、この掘削進行過程では、筒体11からなる貯蔵槽26の内部に泥水12を充填することにより、地盤10によって筒体11に作用する外周土圧(P1)と充填した内周泥水圧(P2)とを対向させ、筒体11に作用する荷重を低減させる。
つぎの工程では、貯蔵槽26の底面部16にコンクリート又はモルタルの底盤19を打設する。
さらにつぎの工程では、搬入した産業廃棄物21を貯蔵槽26の泥水12に投入し、泥漬産業廃棄物22とした後、水中モルタルを注入してゆく。すると、泥漬産業廃棄物22の内部に侵入したモルタルは、比重の軽い泥水を排除し、モルタル漬産業廃棄物25を形成しながら立ち上がってゆく。貯蔵槽26内のモルタルが硬化すれば、貯蔵槽26の内部は、産業廃棄物21を骨材とする無筋のコンクリートの構築物29となる。
【0010】
このようにして構築された構築物29において、産業廃棄物21は、貯蔵槽26、底盤19、表面部27にて全体が被覆され、かつ、内部では、モルタル漬産業廃棄物22となっているので、永久固形物となる。この永久固形物は、地下にあっては、支持地盤の役割を担うだけの安全な存在となる。
【0011】
【発明の実施の形態】
本発明は、従来タブーとされていた地下埋設を巨大コンクリート塊として逆用したものである。
本発明の具体的実施例を図1に基づき説明する。
【0012】
第1工程:貯蔵槽26となる筒体11の据付けと掘削開始工程
図1(a)において、地盤10の所定個所に筒体11を据付け、掘削機13で筒体11内の地盤10を掘削しながら、筒体11を徐々に沈めてゆく。最初の筒体11が沈んだら、次の筒体11を継ぎ足して伸ばしながら、同様に、掘削機13で筒体11内の地盤10を掘削しながら、筒体11を徐々に沈めてゆく。
前記筒体11には、鋼管が用いられる。しかし、鋼管の他にコンクリート管、鋼製ケーソン、コンクリートケーソン等が利用できる。また、この筒体11の断面形状は、円形、楕円形、正方形、矩形など強度が十分に確保できる形状が利用できる。
【0013】
第2工程:掘削進行工程
図1(b)において、筒体11を順次継ぎ足して伸ばしながら所定の深さまで掘削するが、この掘削進行過程では、筒体11からなる貯蔵槽26の内部に泥水12を充填して、筒体11に地盤10により作用する外周土圧(P1)14と充填した泥水12により作用する内周泥水圧(P2)15とを対向させ、筒体11に作用する荷重を低減させる。
更に詳しくは、筒体11の内側に泥水12を充填して掘削すると、筒体11に作用する圧力は、外周土圧(P1)14と内周泥水圧(P2)15の差圧となり、筒体11の内部が空の状態よりも作用荷重が小さく、その分だけ筒体11の強度を必要とせず、経済的な貯蔵槽26が構成できる。なお、充填するものは、真水でもよいが、泥水12の方が比重が高く、それだけ高い圧力が得られる。泥水12であっても内周泥水圧(P2)15が不足する場合には、土砂などを投入して内圧を補強する。
【0014】
筒体11の内部が空の状態と泥水12を充填した場合との作用荷重を、物理定数を当てはめて比較すると以下のようになる。
深さ:h、外周土の比重:1.70t/m3、内周泥水12の比重:1.04t/m3 とすると、
外周土圧(P1) =0.85/m2×h2
内周泥水圧(P2)=0.52/m2×h2
従って、内部が空の状態では、P01=P1=0.85/m2×h2
泥水12を充填した場合、P02=P1−P2=0.33/m2×h2、
すなわち、P02/P01=0.33/0.85=0.39倍となる。
ただし、投入による逸流泥水には、汚染物質が含まれているおそれがあり、専用の浄化プラントで完全処理してから放水する。
【0015】
なお、筒体11の内側に泥水12を充填する場合において、地盤10が砂地等のため水を浸透して泥水12が溜らないときには、泥水12に浸透性の悪い粘土質のものを混合するようにしてもよい。
【0016】
第3工程:貯蔵槽26の底面部16に底盤19を打設する工程
図1(c)において、掘削完了後、底面部16を整地する。地上に打設用コンクリートポンプ17を据付け、この打設用コンクリートポンプ17に連結したトレミー管18を貯蔵槽26の内壁に沿って垂下し、その先端を底面部16に臨ませる。そして、打設用コンクリートポンプ17からトレミー管18を介して水中コンクリート又はモルタルを送り、底面部16に所定厚の底盤19を打設する。なお、この水中コンクリート打設の技術は、既往の普及技術であり、何らの問題もない。水中コンクリート打設による逸流泥水に際しては、前記同様、専用の浄化プラントで完全処理してから放水する。
【0017】
第4工程:産業廃棄物21の投入工程
図1(d)において、底盤19の完成後、ダンプカー20で搬入した産業廃棄物21を貯蔵槽26に投入する。投入された産業廃棄物21は、貯蔵槽26内部の泥水12と混ざり、泥漬産業廃棄物22となり、貯蔵槽26の底盤19へ沈降し、堆積してゆく。同時に、投入した泥漬産業廃棄物22の体積に対応した逸流泥水を、地上に設置した泥水ポンプ23により汲み取り、専用の浄化プラントで完全処理してから放水する。
【0018】
第5工程:モルタル漬産業廃棄物25の固形化工程
図1(e)において、泥漬産業廃棄物22が貯蔵槽26内に満タンになったら、第3工程で設置済みの打設用コンクリートポンプ17とトレミー管18により水中モルタルを注入してゆく。このとき、トレミー管18の先端部分は、水中モルタルの注入に合わせて底盤19から引き上げてゆく。水中モルタルを注入してゆくと、泥漬産業廃棄物22の内部に侵入したモルタルは、比重の軽い泥水を排除し、モルタル漬産業廃棄物25を形成しながら立ち上がってゆく。同時に、投入したモルタルの体積に対応した逸流泥水を、地上に設置した泥水ポンプ23により汲み取り、専用の浄化プラントで完全処理してから放水する。
モルタルが貯蔵槽26の上端部まで達したら、水面に浮かんでいる残渣を除去する。この残渣は、別途固形化処理をする。貯蔵槽26内のモルタルが硬化すれば、貯蔵槽26の内部は、産業廃棄物21を骨材とする無筋のコンクリートの構築物29となる。
【0019】
このようにして構築された構築物29において、産業廃棄物21は、貯蔵槽26、底盤19、表面部27にて全体が被覆され、かつ、内部では、モルタル漬産業廃棄物22となっているので、永久固形物となる。この永久固形物は、地下にあっては、支持地盤の役割を担うだけの安全な存在となる。
【0020】
以上第1〜第5工程により構築された構築物29の主たる目的とするところは、臨海工業地帯、即ち、海抜0メートル地帯で、地盤改良をする必要のない超低コスト型に適用されることにある。
しかし、地盤改良に利用する場合には、例えば、図2に示すように、軟弱地盤28に本発明による構築物29を構築し、その上に盛土30を被せるようにする。この構築物29は、図2に示すように一定間隔で杭状に構築する場合の他、格子状、壁状などにしたり、隙間なくブロック状に構築したりすることもできる。
【0021】
また、構築物29を地盤改良に利用する場合には、第2工程から第3工程に移るとき、鉄筋を入れるようにすれば、より一層強度の高い構築物29が得られる。
【0022】
【発明の効果】
本発明は、地盤10を掘削しながら筒体11を地中に沈めて貯蔵槽26を形成する工程と、貯蔵槽26の底部に底盤19を形成する工程と、貯蔵槽26に産業廃棄物21を投入する工程と、貯蔵槽26の内部にモルタルを注入してモルタル漬産業廃棄物25を形成する工程とからなるので、従来方法に比較して安価な処理方法により、貯蔵した産業廃棄物が永久的に化学変化せず処理できる。また、モルタル漬産業廃棄物25としたので、汚染物質が大気に拡散したり、雨水や地下水などとともに汚染物質が地下深く浸透して排水拡散したりするなどの危険がない。したがって、臨海工業地帯、即ち、海抜0メートル地帯で、地盤改良をする必要のない超低コスト型に適用されるのに好適である。
【0023】
貯蔵槽26を形成する工程において、貯蔵槽26の内部に泥水12を充填しつつ地盤10を掘削するようにしたので、貯蔵槽26を構成する筒体11が比較的強度が低く、安価であっても外周土圧(P1)14により破壊するようなことがなく、より低コスト化が可能である。
【0024】
貯蔵槽26を形成する工程において、貯蔵槽26の内部に、水の浸透性の悪い粘土を混入して泥水12を充填しつつ地盤10を掘削するようにしたので、砂地等の水の浸透性の高いところでも泥水12が浸透せずに安全に廃棄物処理作業ができる。
【0025】
筒体11で形成した貯蔵槽26の内部に、産業廃棄物21を骨材とするコンクリート柱を形成したので、構成された構築物29は、地盤改良のための杭や壁として利用できる。
【0026】
貯蔵槽26の内部に鉄筋を入れることにより、より一層、強度の高い構築物29が構成でき、地盤改良のための杭や壁として利用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による産業廃棄物の処理方法及びこの方法により形成された構築物の工程順序を示すもので、(a)は、貯蔵槽26となる筒体11の据付けと掘削開始工程説明図、(b)は、掘削進行工程説明図、(c)は、貯蔵槽26の底面部16に底盤19を打設する工程説明図、(d)は、産業廃棄物21の投入工程説明図、(e)は、モルタル漬産業廃棄物25の固形化工程説明図である。
【図2】本発明による構築物29を地盤改良のために使用した例を示す斜視図である。
【符号の説明】
10…地盤、11…筒体、12…泥水、13…掘削機、14…外周土圧(P1)、15…内周泥水圧(P2)、16…底面部、17…打設用コンクリートポンプ、18…トレミー管、19…底盤、20…ダンプカー、21…産業廃棄物、22…泥漬産業廃棄物、23…泥水ポンプ、24…吸い込み管、25…モルタル漬産業廃棄物、26…貯蔵槽、27…表面部、28…軟弱地盤、29…構築物、30…盛土。
Claims (4)
- 地盤10の所定個所に筒体11を据付け、掘削機13で筒体11内の地盤10を掘削しながら、複数の筒体11を継ぎ足して地中に所定長の貯蔵槽26を構築する第1工程と、
前記筒体11を順次継ぎ足す掘削進行過程で、貯蔵槽26の内部に泥水12を充填して、前記筒体11に地盤10により作用する外周土圧(P1)14と充填した泥水12により作用する内周泥水圧(P2)15とを対向させ、筒体11に作用する荷重を低減させて掘削進行する第2工程と、
掘削完了後、前記貯蔵槽26の底面部16を整地し、地上の打設用コンクリートポンプ17に連結したトレミー管18を貯蔵槽26の内壁に沿って垂下し、その先端を底面部16に臨ませ、水中コンクリート打設により底盤19を打設する第3工程と、
前記底盤19の完成後、産業廃棄物21を貯蔵槽26に投入し、貯蔵槽26の内部の泥水12に混ぜて泥漬産業廃棄物22として貯蔵槽26の底盤19へ沈降堆積し、投入した泥漬産業廃棄物22の体積に対応した逸流泥水を、地上の泥水ポンプ23により汲み取り、専用の浄化プラントで完全処理してから放水するようにした産業廃棄物21を投入する第4工程と、
前記トレミー管18の先端部分を水中モルタルの注入に合わせて底盤19から引き上げてゆき、泥漬産業廃棄物22の内部に侵入したモルタルによって比重の軽い泥水を排除し、モルタル漬産業廃棄物25を形成しながら立ち上がってゆき、泥漬産業廃棄物22が貯蔵槽26内に満タンになったら、打設用コンクリートポンプ17とトレミー管18により水中モルタルを注入してゆき、投入したモルタルの硬化により、貯蔵槽26の内部は、産業廃棄物21を骨材とする貯蔵槽26、底盤19、表面部27にて全体が被覆されたモルタル漬産業廃棄物25として固形化するための第5工程と、
とからなることを特徴とする産業廃棄物の処理方法。 - 貯蔵槽26を形成する工程は、貯蔵槽26の内部に、水の浸透性の悪い粘土を混入して泥水12を充填しつつ地盤10を掘削するようにしたことを特徴とする請求項1記載の産業廃棄物の処理方法。
- 貯蔵槽26の内部に、産業廃棄物21を骨材とする貯蔵槽26、底盤19、表面部27にて全体が被覆されたモルタル漬産業廃棄物25として固形化するための第5工程は、貯蔵槽26の内部に鉄筋を入れる工程を含むことを特徴とする請求項1又は2記載の産業廃棄物の処理方法。
- 請求項1、2又は3記載の産業廃棄物の処理方法により形成されたことを特徴とする構築物。
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